I vuoti cosmici forse non sono così vuoti

Una simulazione suggerisce il costante scambio di materia con l’esterno

Nella simulazione, un vuoto cosmico (in arancione). In blu sono rappresentati i filamenti e gli ammassi di galassie che insieme formano la rete cosmica.

L’universo sembra dominato dal vuoto. Le galassie, riunite in ammassi e filamenti, sembrano disposte sulla “superficie” di enormi regioni in cui sembra esserci nulla di rilevante. Nella struttura a grande scala i cosiddetti vuoti cosmici, o regioni sottodense, sono predominanti rispetto alle strutture formate dalla materia.

I cosmologi ritengono che tali vuoti siano emersi da fluttuazioni di densità negative iniziali che si siano progressivamente ingrandite per via dell’espansione cosmica. In un certo senso, sarebbero fossili testimoni delle fasi primordiali dell’Universo. Durante la fase espansiva, hanno spinto il gas primordiale e materia oscura lungo le pareti, formando filamenti di galassie nelle regioni di contatto e ammassi di galassie nelle intercapedini tra più vuoti.

Ma sono davvero dei vuoti? Le osservazioni indicano che si tratti di vere regioni a densità estremamente bassa e lo studio è stato sempre molto complesso. Sul fronte osservativo è altrettanto complesso indagare i vuoti e la modellazione teorica è impegnativa, per questa ragione sono utilizzate descrizioni molto semplificate di tali strutture.

Trovare anche una minuscola galassia in un vuoto cosmico sarebbe una scoperta sconcertante che obbligherebbe a rivedere un po’ di cose. È evidente inoltre che queste enormi strutture abbiano avuto un ruolo tutt’altro che trascurabile nell’evoluzione cosmica.  Saperne di più è quindi di fondamentale importanza e c’è chi se ne sta occupando.

Gli astronomi David Vallés-Pérez, Vicent Quilis e Susana Planelles, appartenenti al Gruppo di Cosmologia Computazionale del Departament d’Astronomia i Astrofísica presso l’Universitat de València, hanno presentato su The Astrophysical Journal Letters i risultati di una simulazione cosmologica appositamente progettata per descrivere accuratamente le regioni cosmiche a bassa densità. Contrariamente alle attese, l’analisi mostra che i vuoti cosmici dovrebbero essere costantemente riempiti con materia proveniente dalle strutture limitrofe e che indugia all’interno abbastanza a lungo, intorno a 10 miliardi di anni, probabilmente gas arricchito con elementi più pesanti. Tale scenario sfida i modelli di formazione galattica nei vuoti e smentisce tali regioni come ambienti incontaminati.

“Questo risultato totalmente inaspettato potrebbe avere implicazioni profonde, non solo sulla nostra comprensione della struttura a grande scala dell’Universo, ma anche sulle condizioni per la creazione e l’evoluzione delle galassie”, afferma Quilis, ricercatore capo per il progetto. Ora non resta che validare con osservazioni dirette i risultati teorici, derivati dalle complesse simulazioni cosmologiche condotte al Supercomputer “Lluís Vives” operativo all’Università di Valencia.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 283 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.